談?wù)勁月泛腿ヱ詈想娙?原理部分

去藕電容和旁路電容

去藕電容就是起到一個(gè)小電池的作用，滿足電路中電流的變化，避免相互間的耦合干擾。關(guān)于這個(gè)的理解可以參考電源掉電，Bulk電容的計(jì)算，這是與之類似的。

旁路電容實(shí)際也是去藕合的，只是旁路電容一般是指高頻噪聲旁路，也就是給高頻的開(kāi)關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。

所以一般的旁路電容要比去藕電容小很多，根據(jù)不同的負(fù)載設(shè)計(jì)情況，去藕電容可能區(qū)別很大，當(dāng)旁路電容一般變化不大。關(guān)于有一種說(shuō)法“旁路是把輸入信號(hào)中的干擾作為濾除對(duì)象，而去耦是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象，防止干擾信號(hào)返回電源”，我個(gè)人不太同意，因?yàn)楦哳l信號(hào)干擾可以從輸入耦合也可以從輸出耦合，去藕的掉電可以是負(fù)載激增的輸出信號(hào)也可以是輸入信號(hào)源的突變，因此我個(gè)人覺(jué)得怎么區(qū)分有點(diǎn)糾結(jié)。

電容模型分析

如果電容是理想的電容，選用越大的電容當(dāng)然越好了，因?yàn)樵酱箅娙菰酱螅矔r(shí)提供電量的能力越強(qiáng)，由此引起的電源軌道塌陷的值越低，電壓值越穩(wěn)定。但是，實(shí)際的電容并不是理想器件，因?yàn)椴牧稀⒎庋b等方面的影響，具備有電感、電阻等附加特性；尤其是在高頻環(huán)境中更表現(xiàn)的更像電感的電氣特性。

我們這里使用的電容一般是指多層陶瓷電容器（MLCC），其最大的特點(diǎn)還是由于使用多層介質(zhì)疊加的結(jié)構(gòu)，高頻時(shí)電感非常低，具有非常低的等效串聯(lián)電阻，因此可以使用在高頻和甚高頻電路濾波無(wú)對(duì)手。

關(guān)于其特性分析和分類可以參考以前的文章：

urface Mounted Capacitor(表貼電容) Ps:大部分是英文的，我有空把它翻譯整理過(guò)來(lái)。

電容模型為

等效串聯(lián)電阻ESR：由電容器的引腳電阻與電容器兩個(gè)極板的等效電阻相串聯(lián)構(gòu)成的。當(dāng)有大的交流電流通過(guò)電容器，ESR使電容器消耗能量(從而產(chǎn)生損耗)，由此電容中常用用損耗因子表示該參數(shù)。

等效串聯(lián)電感ESL：由電容器的引腳電感與電容器兩個(gè)極板的等效電感串聯(lián)構(gòu)成的。

等效并聯(lián)電阻EPR：電容器泄漏電阻，在交流耦合應(yīng)用、存儲(chǔ)應(yīng)用(例如模擬積分器和采樣保持器)以及當(dāng)電容器用于高阻抗電路時(shí)，Rp是一項(xiàng)重要參數(shù)，理想電容器中的電荷應(yīng)該只隨外部電流變化。然而實(shí)際電容器中的EPR使電荷以RC時(shí)間常數(shù)決定的速度緩慢泄放。

通過(guò)上述參數(shù)，我們可以知道得到電容阻抗曲線

我找了Murata的電容做了對(duì)比

1000pF 0402

100nF 0603

實(shí)際電容的阻抗是如圖所示的網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性，在頻率較低的時(shí)候，呈現(xiàn)電容特性，即阻抗隨頻率的增加而降低，在某一點(diǎn)發(fā)生諧振，在這點(diǎn)電容的阻抗等于等效串聯(lián)電阻ESR。在諧振點(diǎn)以上，由于ESL的作用，電容阻抗隨著頻率的升高而增加，這是電容呈現(xiàn)電感的阻抗特性。在諧振點(diǎn)以上，由于電容的阻抗增加，因此對(duì)高頻噪聲的旁路作用減弱，甚至消失。電容的諧振頻率由ESL和C共同決定，電容值或電感值越大，則諧振頻率越低，也就是電容的高頻濾波效果越差。

ESL首先和電容的封裝直接相關(guān)的，封裝越大，ESL也越大。因此我們并聯(lián)三個(gè)電容以上對(duì)于濾除噪聲來(lái)說(shuō)并不是很明顯的。這里有個(gè)問(wèn)題，我們甚至希望可以得到0402的0.1uF的電容，但是這個(gè)是比較難得，因?yàn)榉庋b越小，操作電壓和容值都是有限制的，所以理智的做法就是用兩個(gè)電容。

通過(guò)曲線我們發(fā)現(xiàn)，如果我們只是考慮1MHz以內(nèi)的噪聲的時(shí)候，在大多數(shù)情況下，旁路電容的規(guī)則可以簡(jiǎn)化為只用0.1 μF電容旁路每一個(gè)芯片。不過(guò)我們要選擇0603的MLCC的電容，而且要注意電路布局。如果我們沿著電路板上的電流路線，可以發(fā)現(xiàn)電路板銅線上存在電感。在任何電流路徑上的電感與該路徑的閉環(huán)面積呈正比。因此，當(dāng)你圍繞一個(gè)區(qū)域?qū)υ骷M(jìn)行布局時(shí)，你需要把元器件緊湊地布局（為了使電感為最低）。